中國工程物理研究院化工材料研究所劉建獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉中國工程物理研究院化工材料研究所申請的專利含能分子設計的高通量計算方法與系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN117037949B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-09發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202310990820.9,技術領域涉及:G16C20/50;該發明授權含能分子設計的高通量計算方法與系統是由劉建;劉銳;張朝陽;聶福德;何旭東;唐岳川設計研發完成,并于2023-08-07向國家知識產權局提交的專利申請。
本含能分子設計的高通量計算方法與系統在說明書摘要公布了:本發明公開了一種含能分子設計的高通量計算方法,包括:輸入分子文件,用于識別用戶輸入的母體和取代基并生成結構文件;預處理流程,用于進行構象搜索并配置計算文件;量子化學計算調度,用于啟動多隊列調度量子化學計算軟件實現量子化學計算自動化;后處理流程,用于提取量子化學計算結果獲得本征屬性;性能預測,用于以本征屬性為描述符構造的構效關系模型預測物理化學屬性;爆轟性能計算,用于提供爆轟狀態方程供用戶選擇以計算應用屬性;本發明還公開了一種含能分子設計的高通量計算系統,本發明基于含能分子設計,融合多門跨學科知識,能夠完成對含能化合物的自動化高通量計算與快速篩選,有利于加速發現高感低能的新型含能化合物。
本發明授權含能分子設計的高通量計算方法與系統在權利要求書中公布了:1.一種含能分子設計的高通量計算方法,其特征在于,包括: 輸入分子文件:將輸入的骨架及取代基結構排列組合生成可能的結構文件,并去除重復的結構文件;在輸入分子文件時,用戶通過繪制骨架結構并以smiles字符串給定取代基結構,輸入分子文件對骨架及取代基結構進行排列組合并去除重復結構得到所有可能的結構文件,并以mol文件格式給出; 預處理流程:將生成的大量輸入分子文件根據用戶計算需求,構象搜索并生成高斯計算文件; 量化計算調度:啟動多隊列調度量子化學計算軟件開展多任務并行計算,隨機抓取高斯計算文件進行量子化學計算,高斯計算文件全部計算完成后自動結束; 后處理流程:獲取并分析量子化學計算結果,得到化合物的本征屬性,并將其作為性能預測的描述符;在所述后處理流程中,靜電勢分析采用Multiwfn讀取量子化學計算結果得到含能分子的本征屬性,并且作為分子描述符用于作為性能預測環節的輸入信息用于構建性能預測模型;得到的含能分子的本征屬性包括:分子表面積,偶極矩,電荷分離度,球度,分子體積,分子平面性指數,分子量,原子體積,分子形狀,標準狀態下的熱力學焓值; 性能預測:根據以含能分子的本征屬性為分子描述符構建的性能預測模型完成含能分子的物理化學屬性預測,得到化合物的物理化學屬性并作為爆轟性能計算的輸入信息;所述的性能預測流程中,所述物理化學屬性包括:氣相生成焓、升華焓、鍵解離能、固相生成焓、晶體密度、及元素組成;其中氣相生成焓基于CBS-4M計算水平得到的298K下的熱焓值H298K,通過原子化方案計算得到;晶體密度、升華焓與固相生成焓通過以下構效關系模型得到: 其中ρ為密度,ΔHsub為升華焓,為固相生成焓,為氣相生成焓,M為分子質量,Vm為分子的范德華體積,為分子表面總靜電勢的方差,v為電荷平衡度,αn和βn分別為密度預測模型和升華焓預測模型的參數; 爆轟性能計算:根據爆轟狀態方程進行爆轟方程計算,得到化合物的應用屬性。
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